Metabolismo lipídico nos barbeiros vetores da doença de Chagas

Publicado no dia 19 de Março de 2016 pela revista científica ”Insect Biochemistry and Molecular Biology'', um trabalho coordenado pela Professora Katia Gondim, aqui do IBqM, analisou a expressão da proteína ligadora de acil-CoA (ACBP). Esta é uma proteína altamente conservada em eucariotos ao longo da evolução e está envolvida no metabolismo intracelular de lipídeos.

O estudo mostrou que o genoma do barbeiro Rhodnius prolixus codifica cinco genes da ACBP que estão expressos em diferentes órgãos. Esses genes presentes neste organismo, que é um dos principais vetores da Doença de Chagas, são semelhantes aos encontrados em outras espécies de insetos e parecem estar ausentes em procariotos.

O trabalho intitulado ''The ACBP gene family in Rhodnius prolixus: Expression, characterization and function of RpACBP-1" avaliou a expressão da proteína ligadora de acil-Coenzima A1 de R. prolixus (RpACBP-1). Os pesquisadores identificaram os genes que codificam proteínas com domínios ACBP, assim como os mecanismos de regulação e expressão dessas proteínas. O trabalho contribui para uma melhor compreensão do metabolismo lipídico deste inseto vetor.

ACBP no barbeiro R. prolixus

Neste hemíptero transmissor da doença de Chagas, a ACBP está envolvida no metabolismo intracelular de lipídeos, participando da síntese de diacilglicerol, fosfolipídeos e triacilglicerol. Essa enzima atua em diversos órgãos, principalmente no intestino e também é importante para o desenvolvimento de oócitos.

Com o objetivo de conhecer o papel das ACBPs no inseto, os cientistas mediram a expressão gênica pela técnica de PCR em tempo real de cada um dos cinco diferentes genes codificantes de proteínas que possuem domínio ACBP identificados no barbeiro: RpACBP-1, RpACBP-2, RpACBP-3, RpACBP-4 e RpACBP-5. Para isso, os pesquisadores escolheram diferentes órgãos das fêmeas coletados quatro dias após alimentação (repasto sanguíneo), segundo sua importância no metabolismo lipídico. Os órgãos escolhidos foram: (i) o intestino anterior e (ii) posterior, (iii) o corpo gorduroso, (iv) os ovários e (v) o músculo de voo.

A RpACBP-1, previamente descrita em um trabalho anterior, demonstrou ser altamente expressa no intestino médio do barbeiro, sugerindo que ela pode exercer um papel importante na absorção de lipídeos. A alta expressão da RpACBP-1 no intestino médio posterior foi modulada pela liberação de serotonina na hemolinfa, um hormônio importante relacionado a processos de digestão, que foi capaz de aumentar os níveis de transcritos neste órgão após alimentação sanguínea.

Adicionalmente, o presente trabalho conseguiu avaliar uma alta expressão da RpACBP-1 em músculos do voo (algo que curiosamente não havia sido descrito). A proteína RpACBP-2 foi mais expressa em músculos de voo e ovários, enquanto RpACBP-3 e RpACBP-4 foram igualmente expressas em todos os tecidos examinados. A expressão gênica da RpACBP-5 foi mais acentuada no intestino médio posterior e ovários, além de possivelmente atuar em conjunto com a RpACBP-1 na absorção de ácidos graxos e no envio deles para síntese de glicerolipídeos.

Com os resultados obtidos foi possível inferir que os diferentes perfis de expressão desses genes sugerem que eles desempenham funções distintas nos processos fisiológicos e no metabolismo do inseto.

Convidamos a professora Katia a responder algumas questões sobre o artigo em questão.

PORTAL BIOQMED. Seu estudo demonstrou a importância da participação da RpACBP-1 no metabolismo lipídico do vetor R. prolixus. A inibição da expressão da RpACBP-1 pode interferir nos processos metabólicos no organismo do inseto de forma significativa?

PROFESSORA KATIA GONDIM. Sim, sem dúvida. Apesar de não termos observado mudanças muito grandes nos fenótipos analisados, essas modificações detectadas mostraram claramente uma alteração no fluxo dos lipídeos nesses insetos silenciados para a RpACBP-1. Parece que houve um atraso, uma dificuldade do intestino em mobilizar os triacilgliceróis (TAGs) que foram formados nos enterócitos durante a digestão. E, complementarmente, a quantidade de TAG que foi acumulada no músculo de voo diminuiu. Houve também uma diminuição na postura, pequena, mas que mostra que o processo foi afetado. Essa família de proteínas é especial, no sentido de que os papéis desempenhados por cada uma delas muitas vezes não são muito claros, mesmo em mamíferos, onde há muito mais estudos. Isso provavelmente se deve ao fato de que uma outra ACBP poderia desempenhar a função que seria a daquela que foi inibida, talvez sem tanta eficiência, mas resolvendo parcialmente o problema gerado naquela célula. Isso é uma coisa que ocorre alguma vezes no "mundo das enzimas e proteínas" que atuam em lipídeos.

PORTAL BIOQMED. Em um outro trabalho publicado, o seu grupo verificou que a serotonina é capaz de aumentar a expressão do gene RpACBP-1 no intestino médio. De que forma isso é feito? Existem outros hormônios envolvidos atuando sobre os níveis de expressão da ACBP?

PROFESSORA KATIA GONDIM. A serotonina tem esse efeito de aumentar a expressão gênica da RpACBP-1 no intestino. Nós mostramos que esse processo é mediado por AMP cíclico. Porém, não sabemos quais fatores transcricionais estão envolvidos nesse processo. Esse trabalho foi muito interessante porque não havia ainda sido demonstrado que a serotonina regulava o metabolismo lipídico, muito menos através desse tipo de regulação, através da expressão gênica. Nos insetos, a serotonina atua como um neuro-hormônio, circulando na hemolinfa, e nós mostramos que outro hormônio chamado AKH (hormônio adipocinético) está envolvido nos processos de mobilização de reservas nos insetos, durante o voo ou o jejum, e que ele também utiliza AMP cíclico como segundo mensageiro. Ele também foi capaz de estimular a expressão gênica da RpACBP-1. Isso também foi importante porque a ideia de que o AKH pode atuar a nível transcricional está aparecendo agora e nós, certamente, contribuímos pra reforçar essa ideia.

PORTAL BIOQMED: Sabemos que a senhora é uma Professora Associada do nosso instituto e que tem décadas de trabalho em pesquisa científica. Como a senhora vê a situação política das universidades federais em face da crise econômica e política na qual o Brasil vem passando? Como podemos tentar ficar motivados e otimistas dada a situação atual alarmante?

 PROFESSORA KATIA GONDIM. Vejo de maneira muito preocupante. São muitos anos de trabalho de todos os grupos brasileiros, muitos recursos, um investimento enorme na formação de pessoal, e realmente é temeroso que isso tudo possa estar em risco por causa de um governo interino que é comprometido com outros interesses, muito diferentes de ciência e educação. Mas, por outro lado, precisamos reagir, aguentar firmes, e mostrar que estamos aqui fazendo um trabalho muito bom, que a ciência brasileira evoluiu muito e não pode parar. E temos que lembrar também que já enfrentamos outros períodos negros na história recente do país, e que continuamos na nossa luta, brigando pelo crescimento científico do país, “tirando leite de pedra”. O que posso dizer para os jovens é que não desistam, que juntos vamos encarar mais esse desafio e vamos conseguir nos fazer ouvir e continuar a fazer um trabalho de qualidade. É o que todos esperamos...

Recomendamos fortemente a leitura do artigo ‘’The ACBP gene family in Rhodnius prolixus: Expression, characterization and function of RpACBP-1” no site do periódico através do endereço eletrônico: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0965174816300224

Formato para citação:
Majerowicz D, Hannibal-Bach HK, Castro RS, Bozaquel-Morais BL, Alves-Bezerra M, Grillo LA, Masuda CA, Færgeman NJ, Knudsen J, Gondim KC. The ACBP gene family in Rhodnius prolixus: Expression, characterization and function of RpACBP-1. Insect Biochem Mol Biol. 2016 May;72:41-52. doi: 10.1016/j.ibmb.2016.03.002. Epub 2016 Mar 19. PubMed PMID: 27001070.

Por Larissa Haerolde e Francisco Prosdocimi para o portal BIOQMED.